10C Ultraschnellladung in der Praxis

Hi,
es ist traurig anzusehen wie die teuer aufgestellten DC Lader nicht ausgelastet sind, weil die Ladeleistung teilweise schon bei 50% anfängt zu sinken.
Das liegt einfach daran, dass die Akkus die Ladeleistung nicht annehmen können. Selbst beim Tesla sinkt die Ladeleistung doch erschreckend.
Die Lithiumtechnik ist zur Zeit am Ende des möglichen. Wenn ein Autohersteller schon die höchste Leistungsdichte eingebaut hat und danach ein Upgrade auf mehr Reichweite macht bei gleicher Akkugröße, dann muss ein anderer Parameter geändert werden.
Entweder sinkt die Leistung oder die Haltbarkeit.
Leider früht der ständige Schrei nach mehr Reichweite dazu, dass eben genau das passiert.
Beispiel i3 94Ah.
Beispiel Ampera, der geradezu ein Schnarchlader an DC ist.

Meiner Meinung der falsche Weg.
Der richtige Weg wäre, dass man tatsächlich 150km Autobahngeschwindigkeit in 10min aufladen kann.

Hier mal ein Beispiel von einem Lixx Akku, den man mit 10C, in 7min von 0 auf 100% laden kann.
(10C heisst 10 facher Laderstrom der nominalen Kapazität)
Es ist kein Laborteil, sondern ein kaufbarer Akku, den es auch schon ein paar Jahr gibt.
Kapazität 2,3Ah (gemessen)
mit 23A Ladestrom.

[Langsam aber stetig]

Widersprichst Du Dir nicht selbst, wenn Du sagst, dass die Lithiumtechnik am Ende ist, und dann ein Beispiel von einem "Lixx" (Also Lithium mit irgendetwas anderem) bringst, der mit 10C laden kann?

Oder was ist das genau für ein Akku? Du kannst auch normale Lithium-Ionen Batterien mit hohen Strömen laden, nur halten sie dann eben nicht sehr lang.

[Spüli]

Moin!
Es gibt da imer neue Entwicklungen in der Richtung. Das Ganze darf aber gerne ein paar Tage getestet werden, bis der Verbraucher es bekommt.

Bei Tesla kann man sehr gut sehen, wie sich die Ladekarten verändern. Der neue 100 er Akku lädt wesentlich länger mit hoher Leistung. Wo sonst bei 30-40% schon abgeregelt wurde, geht es jetzt bis 70%.

Die neuen Zellen von LG sind da wohl etwas empfindlicher von der Temperatur. Jedenfalls spielen viele Faktoren in die Ladeleistung Dr Chemie rein. Ich hoffe das die Haltbarkeit dabei nicht vergessen wird.

[Joe-Hotzi]

Ich habe mir die Leidensgschichten der Zoe Q90 und BMW i3 beim langsamen "Schnell-"Laden an 50kW CCS bzw. 43kWAC mit großem Akku durchgelesen bei Kälte und bin jetzt hier über den Strang gestolpert. Ich habe mir dazu einige Gedanken gemacht und möchte sie als Diskussionsgrundlage mitteilen:

Die Kapazität ist letztlich immer abhängig von der für die chemischen Umwandlungsprozesse zu verfügung stehenden Massen der Elektrodenbestandteile. Die chemischen Gleichungen lassen den einfachen Schluss zu, dass (wenn man nicht höherkapazitiveres Material für die Umwandlungen findet /verwendet) eine Kapazitätserhöhung nur über mehr Masse + Volumen an aktivem Material zu erreichen ist.

Eine Erhöhung der Belastbarkeit (Stromabgabe bzw. -aufnahme beim Laden, i.d.R. weniger Innenwiderstand) ist über eine Erhöhung der aktiven (Ober-)Flächen errichbar, denn so wird der Ladungsausgleich (chem. Umwandlung) verbessert /beschleunigt. Dies wurde in der Vergangenheit auch beim Vergleich verschiedener Zellgrößen bei gleicher Zellchemie deutlich. Da sind ja letztlich bei gleichem Aufbau /gleichen Schichtdicken die Flächen vergößert und damit natürlich auch die Zellvolumen.
"10C Ultraschnellladung" ist technisch also kein Problem - wenn man Kapazität und Lebensdauer außer Acht lässt. Hier sehe ich den Zielkonflikt, der einen Vergleich zum Modellbau verbietet. Da kann ich große Oberflächen realisieren und damit hohe Strombelastbarkeit ermöglichen. Wenn die Teile nach ein paar Jahren getauscht werden, ist das kein Akt.

Dann gab es in der Vergangenheit sicher große Fortschritte durch Nanostrukturen der Elektroden und Verringerung der Elektrodendicken sowie durch Verbesserungen bei den Separatorenschichten. Keramischen Separatorfolien wie der Li-Tec-Separator "Separion" dürften heute meist Standard sein.
Man kann die einzelnen Schichten aber nicht beliebig dünn machen (->Probleme Samsung Note7), da zum Einen die mechanische Stabilität leidet und zum Anderen die Größe der Membran und der Außenhülle immer mehr zunimmt und damit prozentual Platz verloren geht.

Während anfangs wohl auch die aktiven Materialien oft nicht komplett umgesetzt wurden und man auf diese Weise eine Zeit durch Optimierungen mehr Belastbarkeit und gleichzeitig mehr Kapazität erzielte, scheint dieser Optimierungsweg m.E.n. ausgeschöpft.

Ich brauche also bei gleichen Außenmaßen der Traktionsbatterie (Tauschakku für Bestand) mehr aktive Elektrodenmaterialien. Teilweise kann man die Packungsdichte der einzelnen Zellen in der Traktionsbatterie erhöhen (Tesla 100kWh hat neue Zellananordnung und optimiertes (volumenmäßig verkleinertes) Kühldesign. Das erklärt, warum der Tesla jetzt länger mit hoher Ladeleistung lädt: mehr Zellen=höhere aktive Oberfläche + mehr Kapazität=geringere Belastung der Einzelzellen.
Man kann aber eben bei gleichem äußeren Bauraum nicht beliebig mehr Zellen /aktive Massen bei gleichem Zellaufbau unterbringen ...

EIn wenig Raumgewinn ergibt sich evtl. mit dünneren Außengehäusen der Zellen /Zellmodule, veränderten Zellgeometrien, verkleinerter BMS-Elektronik und eben auch verändertem Kühldesign. Tesla wird nicht umsonst auf eine neue Zellgröße umschwenken, deren Maße mehrmals verändert wurden um wohl dann im Model3 eine bestmögliche Packungsdichte zu ermöglichen.
Schon das kann aber dafür zu höherer Temperaturempfindlichkeit führen. Bei einem neukonstruierten Auto kann man das technisch ausgleichen, bei einem "Tauschakku" kaum.

EIn "Raumbestandteil" in der Zelle ist auch das Elektrolyt und hier sehe ich die meiste Unsicherheit, was von den Zellherstellern geändert wurde. Wenn bspw. ein neues Elektrolytmaterial entwicklet wurde, welches weniger Platz braucht (zugunsten mehr aktiver Massen), aber schlechtere elektrische Eigenschaften (zu Lasten Temperaturbeeinflussung /Reaktionsgeschwindigkeit, Innenwiderstand) hat, würde dies zwar eine höhere Zellkapazität ermöglichen - aber eben mit schlechteren Kälteeigenschaften und geringerer Strombelastbarkeit.
Die größere Kapazität der Zelle würde dies zum Teil ausgleichen - aber wie man praktisch sieht, aber eben nur zum Teil.

Klar sind diese Überlegungen zum Elektrolyt Spekulation. Die Unterstellung, der Autobauer würde das Ladeverhalten künstlich kastrieren (bspw. um das Risiko des Akkutausches bei Renault zu verringern) sind aber ebenso Spekulation und m.E.n. zumindest bei BMW unlogisch. Denn der hat einen Kaufakku und die Garantie muss nur so gestaltet sein, dass der Hersteller ein geringes Risiko trägt ...
Wenn sich die Zelleigenschaften nicht geändert hätten, würde es m.E.n. für die Hersteller keinen Sinn machen, über das BMS das Ladeverhalten bei Zoe und BMW einzubremsen. Das hat man aber getan, sonst würden beide vergrößerten Akku länger mit voller Leistung laden - wie es bei Tesla der Fall ist.

So, was meint ihr dazu?

Widersprichst Du Dir nicht selbst, wenn Du sagst, dass die Lithiumtechnik am Ende ist, und dann ein Beispiel von einem "Lixx" (Also Lithium mit irgendetwas anderem) bringst, der mit 10C laden kann?

Oder was ist das genau für ein Akku? Du kannst auch normale Lithium-Ionen Batterien mit hohen Strömen laden, nur halten sie dann eben nicht sehr lang.

A123 26650M1B

Kaum ein anderer Liion Akku nimmt die 10C überhaupt an.

Und nur bei der A123 26650 kann man das auch relativ bedenkenlos machen.

[Joe-Hotzi]

Was willst Du jetzt damit sagen?!?